Ligação Química nos Complexos - Prof. J. D. Ayala - 1 - ASPECTOS GERAIS Tal como todos os demais compostos, os complexos dos metais de transição devem sua estabilidade à diminuição de energia que ocorre quando elétrons se movem no campo de mais do que um núcleo. Por isto, as teorias da ligação em complexos de metais de transição não diferem, fundamentalmente, das teorias empregadas na discussão de outras ligações química. Entretanto, a ligação química nos compostos de coordenação dos metais de transição envolve algumas características novas às quais não foi dada ênfase, quando da discussões de outros sistemas: 1) os orbitais d do átomo central estão envolvidos na ligação aos ligantes; 2) é importante levar em conta explicitamente o comportamento dos elétrons não ligantes; 3) é interessante examinar não somente os estados eletrônicos mais baixos, mas também seus estados eletrônicos excitados, pois é a existência destes estados que é responsável pela absorção de luz e coloração dos íons. 4) As propriedades magnéticas dos complexos dos metais de transição são muito importante e deveriam ser explicadas satisfatoriamente pelas teorias de ligação. Existem três (quatro) maneiras importantes de se chegar ao problema da ligação em complexos de metais de transição: 1) Teoria da Ligação de Valência (TLV) – Segundo Pauling, a formação de um complexo pode ser vista como uma reação ácido (metal central) – base (ligantes) de Lewis, formando-se uma ligação covalente coordenada entre as espécies; 2) Teoria do Campo Cristalino (TCC) – Hans Bethe estabelece que a atração entre a espécie central e os ligantes é puramente eletrostática, seja na interação íon-íon ou íon-dipolo. 3) Teoria do Campo Ligante – Van Vleck fez uma ampliação da abordagem eletrostática (TCC), que leva em consideração certas interações entre os orbitais do metal e os ligantes. Há três tipos de interações possíveis: interação de orbitais do tipo σ; interações do tipo π ou d π -p π , estas devidas à superposição π de orbitais cheios do metal com orbitais p vazios do ligante (“back- bonding”); 4) Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM) – As ligações são consideradas como sendo essencialmente covalentes. Os ligantes fornecem elétrons que vão ocupar os orbitais σ e π ligantes, antiligantes e as vezes não-ligantes do complexo.
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Ligação Química nos Complexos - Prof. J. D. Ayala
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ASPECTOS GERAIS
Tal como todos os demais compostos, os complexos dos metais de transição devem sua
estabilidade à diminuição de energia que ocorre quando elétrons se movem no campo de mais do
que um núcleo. Por isto, as teorias da ligação em complexos de metais de transição não diferem,
fundamentalmente, das teorias empregadas na discussão de outras ligações química. Entretanto, a
ligação química nos compostos de coordenação dos metais de transição envolve algumas
características novas às quais não foi dada ênfase, quando da discussões de outros sistemas:
1) os orbitais d do átomo central estão envolvidos na ligação aos ligantes;
2) é importante levar em conta explicitamente o comportamento dos elétrons não ligantes;
3) é interessante examinar não somente os estados eletrônicos mais baixos, mas também seus
estados eletrônicos excitados, pois é a existência destes estados que é responsável pela absorção
de luz e coloração dos íons.
4) As propriedades magnéticas dos complexos dos metais de transição são muito importante e
deveriam ser explicadas satisfatoriamente pelas teorias de ligação.
Existem três (quatro) maneiras importantes de se chegar ao problema da ligação em
complexos de metais de transição:
1) Teoria da Ligação de Valência (TLV) – Segundo Pauling, a formação de um complexo pode
ser vista como uma reação ácido (metal central) – base (ligantes) de Lewis, formando-se uma
ligação covalente coordenada entre as espécies;
2) Teoria do Campo Cristalino (TCC) – Hans Bethe estabelece que a atração entre a espécie
central e os ligantes é puramente eletrostática, seja na interação íon-íon ou íon-dipolo.
3) Teoria do Campo Ligante – Van Vleck fez uma ampliação da abordagem eletrostática (TCC),
que leva em consideração certas interações entre os orbitais do metal e os ligantes. Há três tipos
de interações possíveis: interação de orbitais do tipo σ; interações do tipo π ou dπ-pπ, estas
devidas à superposição π de orbitais cheios do metal com orbitais p vazios do ligante (“back-
bonding”);
4) Teoria dos Orbitais Moleculares (TOM) – As ligações são consideradas como sendo
essencialmente covalentes. Os ligantes fornecem elétrons que vão ocupar os orbitais σ e π
ligantes, antiligantes e as vezes não-ligantes do complexo.
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TEORIA DE LIGAÇÃO DE VALÊNCIA (TLV)
A Teoria de Ligação de Valência (TLV), é baseada na suposição que:
a) os níveis eletrônicos de energia de um átomo (orbitais atômicos) são usados quando o átomo
forma uma ligação com outros átomos;
b) um par de elétrons ligados ocupa um orbital em cada um dos átomos simultaneamente;
Para explicar a geometria conhecida dos compostos de coordenação, Pauling propôs que
os orbitais atômicos da espécie central sofram hibridização, de tal forma que os novos orbitais
atômicos híbridos (OAH’s) tenham a simetria do complexo. Os elétrons doados pelos ligantes